糖尿病神經病變是糖尿病最常見的慢性並發症之一,具有多樣化表現的一組臨床綜合征,其病因和發病機製尚未完全闡明。目前認為主要與高血糖、脂代謝紊亂以及胰島素信號通路異常所導致的一係列病理生理變化相關。糖尿病神經病變的危害巨大,但目前尚無針對糖尿病神經損傷的特殊治療手段。
2023年1月25日,Nature雜誌在線發布了美國索爾克研究所的一項題為“Insulin-regulated serine and lipid metabolism drive peripheral neuropathy”的最新重磅研究[1],發現一種非必需氨基酸----絲氨酸可能參與糖尿病神經病變的重要病理生理機製。血液中絲氨酸水平的不足會導致糖尿病小鼠患上周圍神經病變的風險升高,更為重要的是通過飲食中額外補充絲氨酸可以減輕小鼠熱覺、觸覺和痛覺等感覺異常的症狀。
蛋白質在腸道中被分解成氨基酸,根據人體是否可以通過自身合成或從其他氨基酸轉化而來,可將氨基酸分為必需氨基酸與非必需氨基酸兩類。其中非必需氨基酸它們是體內需要,但不一定非從食物直接攝取不可的,人體內能自己合成的氨基酸。這類氨基酸包括穀氨酸、丙氨酸、甘氨酸、天門冬氨酸、胱氨酸、脯氨酸、絲氨酸和酪氨酸等。非必需氨基酸在生物體內的作用方式尚未得到證實,但它們對於正常機體功能的維持十分重要。非必需氨基酸參與了能量代謝和肽的合成,此外它們還是鞘磷脂的組成部分,這種脂質分子大量存在於神經係統中,被認為參與了組織發育、細胞粘附等生理過程。之前就有研究發現非必需氨基酸可以通過抑製食欲和促進運動等方式影響大腦,改善體內的代謝紊亂[2],而低水平絲氨酸引起的脂質代謝異常是2型黃斑毛細血管擴張症和周圍神經病變的危險因素[3]。
基於以上前期證據,美國索爾克研究所的科學家們首先檢測了糖尿病小鼠和健康小鼠組織中的絲氨酸水平,發現db/db糖尿病小鼠多個代謝組織中絲氨酸和甘氨酸水平降低,絲氨酸從頭合成受到限製(圖1)。胰島素抵抗或缺乏都可能導致糖尿病小鼠循環絲氨酸水平降低,這表明糖尿病導致了參與維持葡萄糖和脂肪內穩態的器官中的絲氨酸水平下降。考慮到db/db小鼠的絲氨酸穩態受損,研究者們接下來證實了該模型中異常的絲氨酸代謝是否與周圍神經病變相一致。研究結果發現,14周齡db/db小鼠熱和觸覺痛覺減退以及運動神經傳導速度降低,表明絲氨酸穩態異常與糖尿病周圍神經病變相關。
為了確定長期的慢性絲氨酸缺乏是否足以導致周圍神經病變,研究者們給小鼠分別喂食正常飲食或不含絲氨酸和甘氨酸的食物,並維持1年。結果發現限製絲氨酸和高脂飲食的組合加速了小鼠周圍神經病變的發展。
接下來,他們從糖尿病小鼠6個月大時開始給它們提供富含絲氨酸的飲食,然後在6周、10周和14周時測量它們對熱和觸覺的疼痛反應,以驗證補充絲氨酸是否能減緩或逆轉糖尿病小鼠的神經病變。研究結果發現通過膳食補充劑使絲氨酸水平回歸正常或用肉豆蔻素緩解血脂異常,均可減輕糖尿病小鼠的神經病變。進一步證實了絲氨酸-棕櫚酰轉移酶和異常鞘磷脂生成在神經病變發展中的關鍵作用。
綜上,這篇Nature雜誌的最新研究從一個全新的角度,揭露了糖尿病神經病變的可能的關鍵致病因素,為該類疾病的治療提供了廣闊的前景。值得一提的是,絲氨酸作為一種非必須氨基酸,在大豆、蛋黃、堅果等食物中含量豐富。通過該研究的結果,是否能夠說明我們隻需要在飲食中盡量多的攝入該類食物,就能夠達到治療糖尿病周圍神經病變的目的?答案是否定的。研究人員指出,患者很可能需要服用超高劑量的絲氨酸才能產生以上的治療作用。
更必須指出的是,絲氨酸的攝入量並不是越多越好。2020年8月12日,美國聖迭戈加利福尼亞大學索爾克生物研究所同樣發表於《Nature》雜誌的一項研究發現,限製絲氨酸可以抑製腫瘤的生長[4]。所以對於這類氨基酸的額外補充多少才是最佳劑量,目前尚未統一。在更高級別的臨床證據出現以前,科學適量的補充該類飲食才是健康的唯一標準。